ISSN 1806-6690 www.ccarevista.ufc.br
Avaliação da eficiência de sementes de moringa no tratamento de
efluentes de viveiros de camarão marinho
1Efficiency evaluation of moringa seeds in the shrimp ponds effluents treatment
Marcos Wanderley de Oliveira Cruz2, Elenise Gonçalves de Oliveira3, Jaime Miguel de Araújo Filho4, Maria de Lourdes Ferreira Hipólito5 e Carolyny Batista Lima6
Resumo - O tratamento de efluentes da aqüicultura tem sido visto como uma forma de reduzir os impactos negati-vos da atividade. Diante disso, este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a eficiência do extrato aquoso de sementes de Moringa oleifera no tratamento de efluentes de viveiros de camarão marinho. Para o experimento foi colhido efluente em um viveiro de Litopenaeus vannamei, colocado em aquários e tratados com extrato aquoso de sementes de moringa, nas doses de 0,5; 1,0 e 2,0 sementes L-1. Antes e durante 24 horas após adição do extrato, foi
feito monitoramento físico-químico dos efluentes. O processo de floculação teve início após incorporação do extrato e atingiu o máximo de clarificação 24 horas após. O oxigênio dissolvido atingiu níveis próximos a zero a partir das 20 horas. A alcalinidade e pH diminuíram com a dose e o tempo de contato, mas os valores ficaram entre 168,0 e 153,3 mg L-1 e 7,93 e 7,13, respectivamente. O gás carbônico permaneceu entre 13,0 e 20 mg L-1, a dureza entre 328
e 296 mg L-1 e a condutividade elétrica entre 1.346,67 e 1.270,33 mS cm-1. A maior dose promoveu leve aumento no
potássio, sulfato e bicarbonato e leve redução no carbonato e cloro.
Termos para indexação: Águas residuárias, clarificação, floculante, Litopenaeus vannamei
Abstract - The treatment of effluents of the aquiculture has been seen as a form of reducing the negative impacts of the activity. The present study was carried with the aimed of evaluate the efficiency of the aqueous extract of
Moringa oleifera seeds in the treatment of shrimp culture effluent. So, effluents of Litopenaeus vannamei ponds
were cropped in aquariums and were treated with aqueous extract of moringa seed, in a quantity which kept relation of 0.5; 1.0 and 2.0 seeds L-1. Before and during 24 hours after addition of extract, the physical-chemical characteristics
of effluents were monitored. Flocculent process could be seen after the addition of the extract and it reached the maximum point of clarification 24 hours late. Dissolved oxygen reached concentration close to zero after 20 hours. The alkalinity and pH decreased with doses and contact duration, but the values were between 168.0 and 153.3 mg L-1 and 7.93 and 7.13, respectively. Carbonic gas remained between 13.0 and 20 mg L-1, hardness between 328 and
296 mg L-1 and electrical conductivity between 1346.67 and 1270.33 mS cm-1. The larger dose promoted a light
increase in potassium, sulfate, bicarbonate and a light decrease in carbonate and chlorine.
Index terms: Wastewater, clariphication, flocculation, Litopenaeus vannamei
1Recebido para publicação em 15/05/2006; aprovado em 13/07/2007
Pesquisa objeto do Trabalho de Graduação do primeiro autor, apresentado ao Curso de Zootecnia, CCA/UFPB
2Zootecnista, CCA/UFPB, Areia-PB, Rua Maria da Glória Vasconcelos, 60, Bessa, João Pessoa-PB, CEP: 58.037-290,
3 Zootecnista, D.Sc., Profa. do Dep. de Eng. de Pesca, CCA/UFC, Bloco 827, Campus do Pici, CEP: 60.455-970, Fortaleza-CE,
4 Zootecnista, bolsista DTI/CNPq/CT-Hidro, [email protected]
Introdução
A carcinicultura brasileira teve início na década de 70, mas sua ascensão como atividade econômica ocorreu na década de 90, fato atribuído à introdução do Litopenaeus
vannamei, ao investimento em tecnologia e a queda na
produção de camarão em paises asiáticos, no Equador e México. No Brasil a carcinicultura é mais expressiva na região Nordeste que, conforme lembram Costa e Sampaio (2003), detém 94,5% das áreas produtivas e contribui com cerca de 97% da produção nacional.
O camarão marinho responde por 55% das exporta-ções de pescado do Brasil e é o segundo produto da pauta de exportação do Nordeste (ROCHA, 2004; MADRID, 2005), o que torna a carcinicultura uma atividade chave para a promoção do desenvolvimento econômico da re-gião (MADRID, 2005).
Apesar dos benefícios gerados, a carcinicultura tam-bém é motivo de preocupação em todo o mundo (CONAMA, 2002; GAA, 2001). Em virtude disso, práticas como o cultivo com troca zero de água, implantação de sistemas de recirculação, manejo de plâncton e tratamento de efluentes vêm sendo incentivadas, no sentido de tornar a atividade sustentável (GAA, 2001).
O tratamento de efluentes tem sido feito a partir da criação de organismos filtradores, em ambientes que recebem as águas residuárias (OLIVEIRA, 2001) e do uso de probióticos (PANDEY; CHATURVEDI, 1994; ABAD et al., 2004).
O uso de substâncias naturais, como a extraída de sementes de moringa (Moringa oleifera, Lam.) e que atu-am como floculadores do material em suspensão presente na água, é uma prática que vem sendo estudada, visando à melhoria da qualidade de águas residuárias ou de qualida-de inferior (MUYBI; EVISON, 1995; NDABIGENGESERE; NARASIAH, 1998; BORBA, 2001; OLIVEIRA et al., 2005). As sementes de moringa detêm propriedades coagulantes atribuídas a proteínas catiônicas de baixo peso molecular (MUYBI; EVISON, 1995), que interagem com o material orgânico da água, destruindo a estabilidade coloidal e facilitando a sua remoção por sedimentação (NDABIGENGESERE; NARASIAH, 1998). Em função dis-so, o extrato das sementes vem sendo utilizado com sucesso na clarificação de águas turvas para consumo humano (MATTOS, 1998), substituindo, inclusive, o sulfato de alumí-nio (MAKKAR; BECKER, 1997; GHEBREMICHAEL; HULTMAN, 2004). O extrato também reduz a dureza, alcalinidade, pH (MUYBI; EVISON, 1995) e oxigênio dissolvi-do da água e eleva o gás carbônico (OLIVEIRA et al., 2005).
Diante do exposto, este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a eficiência do extrato aquoso de se-mentes de Moringa oleifera, no tratamento de efluentes de viveiros de camarão marinho.
Material e Métodos
O trabalho foi realizado no Setor de Piscicultura do Departamento de Zootecnia, do Centro de Ciências Agrári-as, da Universidade Federal da Paraíba, Campus II, Areia-PB (SP/DZ/CCA/UFPB) e na Fazenda Oiteiro, localizada na Ro-dovia PB – 048, no município de São Miguel de Taipú-PB.
Inicialmente foi realizada, entre 18h00min e 20h00min uma avaliação físico-química da água na Fazenda Oiteiro, na superfície e fundo do local de captação de água para abastecimento dos viveiros de engorda de camarão mari-nho (Litopenaeus vannamei), na comporta de abasteci-mento, na margem intermediaria e na comporta de drena-gem de viveiros. As variáveis analisadas foram: temperatura (ºC), oxigênio dissolvido (mg L-1), com sonda YSI, F-1550A;
pH, com medidor de pH PE F-1002; condutividade elétrica (mS cm-1), com medidor de condutividade F-1000; dureza
(mg L-1), alcalinidade total (mg L-1) e gás carbônico (mg L-1),
conforme metodologias descritas por Golterman et al. (1978). Na fazenda foi escolhido aleatoriamente um viveiro e colhido efluente no fundo da sua comporta de drenagem, com auxílio de bomba submersa. O efluente foi transporta-do até o laboratório transporta-do SP/DZ/CCA/UFPB e distribuítransporta-do em 09 aquários de vidro de 60 L e em 03 caixas de fibra de vidro de 310 L. Em cada aquário e caixa foram estocados 50 L de efluentes; em seguida um aquário por vez recebeu o extra-to aquoso de semente de moringa preparado na hora.
Para o preparo do extrato aquoso ou elemento floculante, sementes secas e descascadas de moringa, em quantidades que mantivessem uma relação de 0,5; 1,0 e 2,0 sementes de moringa L-1 de efluente, foram colocadas em
liquidificador com 500 mL de efluente, processadas por três minutos e coadas diretamente no aquário. Feito isto, o efluente foi submetido à agitação rápida por um minuto, e lenta por cinco minutos, com auxílio de uma espátula de madeira. O procedimento teve início às 14h30min e foi re-petido em cada um dos aquários. O efluente das caixas que não recebeu o extrato aquoso foi considerado como trata-mento controle.
Antes da colocação do extrato aquoso e após a sua adição ao efluente, em intervalos regulares de uma hora, durante vinte e quatro horas, foram determinadas as variá-veis físico-químicas já citadas anteriormente. Também foram
analisados os sais: sódio, potássio, sulfato, carbonato, bi-carbonato e cloro (mmol L-1), conforme Embrapa (1997),
an-tes e vinte e quatro horas após a adição do extrato aquoso. O experimento foi instalado em delineamento inteira-mente casualizado, em parcelas subdivididas, ficando na parcela principal as doses de moringa (0; 0,5; 1,0 e 2,0 se-mentes de moringa L-1 de efluente) e na secundária os
inter-valos de monitoramento após adição do extrato aquoso ao efluente (de hora em hora durante vinte e quatro horas após adição do extrato). Cada tratamento teve três repetições (aqu-ários ou caixas) e os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e de regressão polinomial múltipla.
Resultados e Discussão
Condições limnológicas da fazendaAs variáveis físico-químicas da água colhida na superfície e fundo em quatro diferentes locais na Fazenda Oiteiro (Tabela 1) foram bem próximas entre si e dentro do recomendado para fazendas de cultivo de camarão mari-nho (NUNES et al., 2004).
Aspectos gerais das reações efluente/elemento floculante Imediatamente após o contato do efluente com o ex-trato aquoso, teve início a floculação do material em
suspen-Ponto Comporta Margem Comporta
Parâmetro captação abastecimento central escoamento
água viveiro viveiro viveiro
Temperatura superfície (oC) 29,90 30,50 30,20 30,00
Temperatura fundo (oC) 30,40 30,60 30,40 30,00
Oxigênio dissolvido superfície (mg L-1) 6,55 8,45 8,06 7,79
Oxigênio dissolvido fundo (mg L-1) 5,64 8,24 7,35 6,47
pH superfície 8,22 8,79 8,93 8,90
pH fundo 8,21 8,88 8,87 8,94
Alcalinidade total superfície (mg L-1) 222,00 223,00 185,00 185,00
Alcalinidade total fundo (mg L-1) 224,00 229,00 188,50 187,50
Gás carbônico superfície (mg L-1) 13 0,00 0,00 0,00
Gás carbônico fundo (mg L-1) 13 0,00 0,00 0,00
Dureza superfície (mg L-1) 316 318 326 326
Dureza fundo (mg L-1) 316 322 328 328
Condutividade elétrica superfície (mS cm-1) 1.344 1.374 1.474 1.450
Condutividade elétrica fundo (mS cm-1) 1.391 1.426 1.463 1.456
Tabela 1 - Variáveis físico-químicas da água da fazenda Oiteiro com produção de camarão marinho
são. Após floculação o material começou a sedimentar, e vinte e quatro horas após a adição já não havia movimento de partículas no sobrenadante, o processo de clarificação havia cessado e o material floculado precipitado para o fun-do fun-dos aquários, formanfun-do uma fina camada. Após a clarifi-cação, o efluente que inicialmente se apresentava bastante turvo e com intensa cor verde e baixa transparência, passou a apresentar nítido aumento da transparência e redução da cor, mesmo na dose de 0,5 sementes L-1 de efluente. Oliveira
et al. (2005), também observaram esse mesmo processo em efluentes de viveiros de peixes de água doce, tratado com extrato aquoso de sementes de moringa.
As propriedades coagulantes das sementes de moringa são atribuídas a uma série de proteínas catiônicas de baixo peso molecular (MUYBI; EVISON, 1995) e com alta carga positiva (GASSENSCHMIDT et al., 1995). Segundo Ndabigengesere et al. (1995), o agente coagulante é uma proteína dimérica com peso molecular de 13 kDa, com subunidades de 6,5 kDa ligadas por ponte dissulfeto, que é solúvel em água. Também, conforme Ndabigengesere et al. (op. cit.), as sementes de moringa têm sido usadas em subs-tituição a floculantes químicos, tais como sulfato de alumí-nio e sais férrico, especialmente se a proteína que detém o poder de coagulação for purificada. Nesse caso, a moringa apresenta ainda a vantagem de ser um componente atóxico, biodegradável em relação ao sulfato de alumínio e de sua eficiência não depender do pH da água a ser tratada.
Parâmetros físico-químicos do efluente tratado
A temperatura ficou entre 29,78 e 26,15 oC, e seu
perfil mostrou estreita relação com as variações diuturnas da temperatura ambiente.
Para o oxigênio dissolvido (Figura 1a), pH (Figura 1b) foram observados interações entre tempo de exposição e doses de sementes de moringa (P<0,01).
O oxigênio dissolvido em todos os tratamentos di-minuiu do início para o final do período de observação. No início as concentrações mais baixas ocorreram nos efluentes não tratados, e com o decorrer do experimento o perfil se inverteu, mostrando uma relação negativa entre dose de moringa e concentração de oxigênio. A partir das dezoito horas do início do experimento, o oxigênio atingiu
Figura 1 - Efeito da dose de sementes de moringa (0; 0,5; 1,0 e 2,0 sementes L-1) e do tempo de exposição (0 a 24 horas) sobre o
oxigênio dissolvido (a) e pH (b) de efluente de viveiros de cama-rão marinho
níveis próximos à zero. Reduções no oxigênio em efluentes tratados com sementes de moringa, 6,9 mg L-1 antes e 3,6
mg L-1 após a aplicação do elemento floculante, foram
registradas por Borba (2001), e por Oliveira et al. (2005): 4,06 a 4,50 mg L-1 antes e 0,42 a 1,9 mg L-1 vinte e quatro
horas após o contato com o elemento floculante.
A diminuição do oxigênio nos efluentes pode, em parte, ser atribuído à matéria orgânica presente nos efluentes e/ou contida no extrato aquoso. Ndabogengesere e Narasiah (1998) verificaram que em água tratada com extra-to de sementes de moringa nas doses de 5 a 8 g 100 mL-1, a
matéria orgânica aumentou significativamente com o au-mento das doses de moringa. Auau-mento de matéria orgâni-ca tem sido citado como orgâni-causador de redução no oxigênio dissolvido na água (BEYRUTH, 1992; BOYD, 1997; ANGELIS et al., 1998), via processos metabólicos de utili-zação e estabiliutili-zação da mesma (CUNHA; FERREIRA, 2006). Ausência ou pouca incidência de luz solar nos aqu-ários e caixas controle durante o período experimental, tam-bém deve ter contribuído para a redução nas taxas de oxigê-nio (ESTEVES, 1998; RAMACHANDRA; AHALYA, 2002). Os valores mais elevados de pH foram registrados antes da adição do extrato, e os mais baixos vinte e quatro horas após, e na dose de 2,0 sementes L-1. Os dados
mos-tram ainda que, sem adição de extrato aquoso, o pH variou de 7,93 a 7,88; já com 2,0 sementes L-1 (dose com maior
variação), o pH ficou entre 7,87 antes e 7,13 vinte e quatro horas após. Embora o perfil tenha sugerido capacidade do extrato de sementes de moringa promover redução nas hidroxilas, às doses de 0,5 a 2,0 sementes L-1, não
ocasio-naram acidez.
Muybi e Evison (1995), relatam que o aumento da dosagem de sementes de moringa de 0 para 1.800 mg L-1,
promoveu após uma hora, uma redução de 8,0 para 6,7 no pH de águas superficiais, enquanto que em águas barren-tas o pH se manteve relativamente constante (7,1 a 7,2). Ndabingengesere e Narasiah (1998), observaram que o pH de águas turvas tratadas com 5 g 100 mL-1 de extrato de
sementes de moringa, permaneceu em 7,6 após 30 minutos de sedimentação.
Para a alcalinidade total (Figura 2a) também foram observados interações entre tempo de exposição e doses (P<0,01). Assim, em todos os tratamentos a alcalinidade diminuiu de forma lenta e gradual até as dez horas do início do experimento, e esboçou leve aumento a partir das doze horas. Reduções de 324 para 218 mg L-1 na alcalinidade da
água tratada com moringa nas doses de 0 a 2.400 mg L-1
foram observadas por Muybi e Evison (1995), enquanto Ndabingengesere e Narasiah (1998) constataram que em
águas turvas tratadas com moringa a alcalinidade perma-neceu quase constante (próximo aos 50 mg L-1).
Diminui-ção na alcalinidade e pH de águas tratadas com moringa tem sido atribuída à precipitação de íons, durante a reação entre o extrato das sementes de moringa e as substâncias insolúveis na água (MUYBI; EVISON, 1995).
A análise de variância não identificou efeito signifi-cativo da dose ou tempo de contato sobre a dureza dos efluentes (P>0,05) (Figura 2b), fato também observado por Oliveira et al. (2005) em efluentes da piscicultura.
Figura 2 - Efeito da dose de sementes de moringa (0; 0,5; 1,0 e 2,0 sementes L-1) e do tempo de exposição (0 a 24 horas) sobre a
alcalinidade total (a) e dureza (b) de efluente de viveiros de cama-rão marinho
Para o gás carbônico (Figura 3a) e condutividade elétrica (Figura 3b) houve interação entre dose e tempo de contato dos efluentes com o extrato aquoso, (P<0,05 e P<0,01, respectivamente), mas o comportamento dos da-dos não pode ser explicado por uma equação, pois o R2 foi
da ordem de 0,16% para a primeira variável e 0,12%, para a segunda. Os valores de gás carbônico ficaram entre 23 e 13 mg L-1 e de condutividade nos efluentes sem tratamento,
foi de 1.346,67 mS cm-1 no início do experimento e de 1.270,33
mS cm-1vinte e quatro horas após. No tratamento com
mai-or variação (0,5 sementes L-1) a condutividade variou de
1.394,67 mS cm-1, antes do contato com o extrato, para
1.282,67 mS cm-1vinte e quatro horas após.
Figura 3 - Efeito da dose de sementes de moringa (0; 0,5; 1,0 e 2,0 sementes L-1) e do tempo de exposição (0 a 24 horas) sobre o
gás carbônico (a) e condutividade elétrica (b) de efluente de vivei-ros de camarão marinho
Conforme pode ser visto na Tabela 2, as sementes de moringa, na dose de 2,0 sementes L-1, promoveram leve
au-mento nas concentrações de potássio (K), sulfato (SO42-) e
bicarbonato (HCO3-) e leve redução em carbonato (CO 3
2-) e
cloro (CL-). Ndabingengesere e Narasiah (1998),
verifica-ram que o sulfato, cloro, fósforo e cálcio em água tratada com moringa, permaneceram sem grandes modificações.
Em água para consumo humano, as sementes de moringa têm sido empregadas com grande eficácia (BORBA, 2001; MUYBI;ALFUGARA, 2003). Para esse fim, um dos propósitos do uso da moringa é a redução da turbidez, sendo este alcançado com relativa facilidade. Melhoria nas condições físico-químicas da água, incluin-do remoção de chumbo, ferro e cádmio também têm siincluin-do documentados por Sajidu et al. (2005) e Sajidu et al. (2006).
Tabela 2 - Concentrações de cloro (CL-), sódio (Na+), potássio (K), sulfato (SO 4 2), carbonato (CO 3 2-) e bicarbonato (HCO 3 -) em
efluente de viveiros de criação de camarão marinho, antes e vinte e quatro horas após tratamento com sementes de moringa
Tratamento Cl- Na+ K SO 4 2 CO 3 2- HCO 3
-(mmol L-1) (mmol L-1) (mmol L-1) (mmol L-1) (mmol L-1) (mmol L-1)
0 sementes - 0 horas após 11,00 7,49 0,20 0,68 0,00 6,30
0 sementes - 24 horas após 9,90 7,24 0,20 0,71 0,00 6,60
0,5 sementes - 0 horas após 11,23 8,19 0,24 0,63 0,20 5,40
0,5 sementes - 24 horas após 11,10 7,49 0,24 0,61 0,00 6,37
1,0 sementes - 0 horas após 11,10 7,49 0,24 0,67 0,23 5,37
1,0 sementes - 24 horas após 11,00 7,53 0,24 0,76 0,00 6,40
2,0 sementes - 0 horas após 10,93 7,16 0,28 0,76 0,13 5,93
2,0 sementes - 24 horas após 11,07 7,24 0,33 0,86 0,00 6,47
Em se tratando dos efluentes da carcinicultura, o extrato das sementes da moringa também foi eficiente em promover clarificação e manteve o pH, alcalinidade total, dureza e condutividade elétrica em níveis semelhantes aos encontrados em ambientes de cultivo de camarão. O oxigê-nio e o gás carbônico atingiram valores considerados im-próprios para um reúso imediato dos efluentes tratados em viveiros de cultivo do camarão, embora não para outros fins que não dependam de oxigênio dissolvido na água.
O aporte de efluentes da carcinicultura, certamente dificultaria o emprego imediato do extrato da moringa para o seu tratamento, uma vez que a tecnologia para grandes volumes de águas ainda se encontra em processo de defi-nição. Apesar disso, alguns resultados como os obtidos por Folkard et al. (2001), quando utilizaram sementes de moringa nas doses de 50 e 75 mg L-1, para tratar 60 m3 de
água hora-1, indicam que há perspectivas favoráveis para o
emprego das sementes de moringa no tratamento de gran-des volumes de água.
Conclusões
As sementes de moringa se mostraram eficientes na clarificação de efluentes de viveiros de camarão marinho, sendo vinte e quatro de exposição ao extrato considerado tempo suficiente para os efluentes atingirem o máximo de clarificação e 1,0 e 2,0 sementes L-1 as melhores doses.
Dentre as variáveis químicas monitoradas, apenas o oxigênio dissolvido e o gás carbônico atingiram níveis não recomendados a um reaproveitamento imediato dos efluentes na própria carcinicultura.
Agradecimentos
Os autores agradecem aos proprietários da Fazen-da Oiteiro, pela permissão de monitoramento e uso de efluentes dos viveiros de camarão marinho e ao CNPq/ Edital Universal, pela concessão de recursos financeiros para a pesquisa.
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